シンボルエラー(Symbol Error)とは

シンボルエラーとは、100Base-TXの4B/5B符号化、1000Base-T/1000Base-Xの8B/10B符号化、10GBase-Rの64B/66B符号化における、未定義(無効)シンボルを受信したときに発生するエラーです。なのでチェックサムエラーと同様、物理層での問題が予想されます。

4B/5B符号化とは

4B/5B符号化とは送信側は4bitの情報を5bitの情報に変換して送り、受信側は5bitの情報を4bitに戻す符号化方式です。5bitの情報を1セットとしたものをシンボル(Symbol)と言います。なので25%の無駄な情報が入りますが、メリットは、0もしくは1が5bit以上連続しない、ということです。

0もしくは1が連続すると、受信時に精度が悪くなります。なぜなら、送信側と受信側ではクロック(Flip-Flop回路)が同期されておらず、しかもほぼ同じ速度とはいえ、物理的な問題でわずかながら速度が異なるので、0と1が頻繁に入れ替わるのであればそのタイミングでリカバリできますが、連続するとそのリカバリが効かず、0と1の境目が分かりづらくなるからです。これをクロック・リカバリ問題と言います。

4B/5Bだけでなく、8B/10Bや64B/66B符号化のモチベーションはこのクロック・リカバリ問題(Clock Recovery Problem)を解消するためです。

なお、10Base-Tのマンチェスター符号化も同様にクロック・リカバリ問題の解決をしていますが、100%の無駄な情報(伝えたい情報の2倍の情報量)が入りますので、それと比較すればかなり効率化しています。

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参考までに、4B/5Bの4bit⇔5bit変換マップ(Symbol Tableと言います)を以下に示します。

4bit(伝えたい情報)シンボル5bit(変換後の情報)
0000011110
0001101001
0010210100
0011310101
0100401010
0101501011
0110601110
0111701111
1000810010
1001910011
1010A10110
1011B10111
1100C11010
1101D11011
1110E11100
1111F11101
IDLEI11111
SSD(1)J11000
SSD(2)K10001
ESD(1)T01101
ESD(2)R00111
ERRH00100
未定義(無効)V上記以外

なお、SSDはStart of Stream Delimiterの略で、SSD(1)とSSD(2)が連続することで、フレームの開始を知らせます。

同様に、ESDはEnd of Stream Delimiterの略で、ESD(1)とESD(2)が連続することで、フレームの終了を知らせます。

IDLEはESD(2)から次のSSD(1)までずっと出力されます。

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